涵闸工程施工期混凝土温度监测系统与水化热参数反演

针对涵闸工程混凝土温控防裂需要,研制了全自动化数字测温系统。该系统的硬件部分由数字式温度传感器、采集单元、GPRS DTU组成,软件部分包括中心服务器软件和客户端软件。系统实现了GPRS公用无线网络覆盖范围内无人值守、多测点远程测量和数据实时共享,具有体积小、无需布线、运行稳定、精度高等特点。经过实际工程多次应用,系统运行稳定可靠,达到预期性能。基于以上系统的测量数据,结合三维非稳定温度场数值计算,对特定工程的水化热参数进行了反演。规范给出普硅42.5水泥水化热参数为m=0.69,n=0.56;而根据实测数据反演的结果为m=1.85,n=0.79。根据两组参数分别进行了三维温度应力计算,得到完全不同的计算结果,前者温度应力未超标,后者多处超标需要采用温控防裂措施才能保证结构防裂安全。因此对实际工程进行温度监测和水化热参数反演是非常必要的。     

移动列车作用下大直径顶管群和路基的动力变形和应力

大直径顶管下穿重要铁路干线时,路基的承载力和动力特性必将发生改变,铁路部门要求列车运行时顶管上方竖向动位移与顶管施工前相比变化量≤5 mm。对列车驶过顶管群上方铁路的过程进行了数值模拟,给出路基瞬时竖向位移和顶管附加动应力等结果。采用三维有限元Newmark动力时程分析法和seed等效线性法模拟路基的振动软化,按照实际工程考虑6根直径4.7 m的顶管群下穿京沪铁路,计算列车速度分别为100,200 km/h。计算结果表明,在管道埋深12 m时,路基最大竖向动位移增加1.3 mm,顶管受到的附加拉(压)动应力为0.14 MPa左右,顶管群对铁路运行的影响在容许范围内。     

软基上混凝土铺盖施工期裂缝数值分析

软土地基上的混凝土底板或者防渗铺盖一般不会出现施工期温度裂缝，但是在近期完成的嶂山闸加固工程中，上游接长的防渗铺盖在浇筑后30d左右出现了有规律的开裂现象。通过温度场和温度应力数值模拟，研究了该工程铺盖开裂的原因。计算结果显示，与新建工程的铺盖相比较，加固工程中接长铺盖的温度应力分布规律和数值有很大不同，原有铺盖对新浇部分的侧向约束是形成开裂的主要原因，提示在评价结构温度裂缝风险时，侧向约束是不可忽略的关键因素。     

基于Linux机群的大型结构并行有限元系统研究

有限单元法在很多领域得到了应用,但对于大型和复杂结构,串行有限元程序很难有效地解决。研究了在PC机群上进行大规模并行有限元计算,以更好地发挥有限元在实际工程中的应用。组建了基于Linux系统的高性能并行计算机群。采用基于区域分解和预处理共轭梯度法来实现方程组的并行求解。基于以上方法,用C++、FORTRAN和MPI编程方法开发了并行有限元程序ADVPFEM。对龙马面板堆石坝的简化模型进行了线性三维有限元并行计算,得到了较好的效果。     

林溪水库主坝防渗墙应力变形的有限元分析

林溪水库主坝防渗加固设计采用低弹模混凝土防渗墙，因此有必要对防渗墙的工作性状进行研究。用有限元法对防渗墙结构的应力变形进行分析。计算结果表明，防渗墙水平位移远大于竖向位移，墙体以受压为主，且压应力小于混凝土强度；受拉区仅存在于墙体下游面局部位置，不影响防渗墙结构安全，但应适当考虑局部拉应力超标对渗流安全的影响。分析表明，防渗墙设计指标的选取是合适的，可为类似工程的设计提供参考。     

关于坡脚水力坡降奇异性的研究

根据现行计算方法, 堤坝下游坡脚处渗流水力坡降具有奇异性, 这给工程设计中判别渗透安全性带来困难, 同时与实际情况也不符合. 本文通过引入坡面与地面的局部连接段对计算区域进行光滑处理, 消除了问题的奇异性质, 进而用有限元数值方法研究了引入连接段之后坡脚水力坡降的分布, 总结出不同坡比情况连接段长度(或接段半径)对最大水力坡降的影响. 建议在对堤坝进行渗透稳定评判时, 按实际情况考虑连接段长度, 可避免目前计算方法在坡脚水力坡降为无穷大带来的困难. 关于连接段长度的选取, 认为与土质有关, 可到实地搜集有关数据, 整理成与各种土质有关的连接段特征高度供设计选用.     

洺河渡槽施工期温度应力仿真研究

用化学反应速率描述温度对混凝土绝热温升的影响,求解基于等效时间的非线性热传导方程,对南水北调工程 洺河渡槽施工期温度场和徐变应力场进行了仿真计算。研究表明,对于夏季和冬季浇筑的混凝土,采用基于等效时间的混凝土绝热温升理论和传统理论的计算结果有较大差异。     

水工非杆系结构配筋方法的研究与实践

水工结构大都为厚体非杆系结构,如采用以往的经典钢筋混凝土内力配筋理论,很难满足截面实际应力状态要求,针对水工结构的特点并结合新规范的应力配筋理论,对水工非杆件结构在有限元应力计算的基础上,采用规范的应力配筋方法,符合结构的受力本质,满足结构安全度要求。     

沼河渡槽施工期温度应力仿真研究

用化学反应速率描述温度对混凝土绝热温升的影响，求解基于等效时间的非线性热传导方程，对南水北调工程沼河渡槽施工期温度场和徐变应力场进行了仿真计算。研究表明，对于夏季和冬季浇筑的混凝土，采用基于等效时间的混凝土绝热温升理论和传统理论的计算结果有较大差异。     

改进的BP算法在土石坝渗流问题中的应用

介绍了通过控制综合误差改进的基于遗传算法的BP算法,以及该BP算法在土石坝渗流问题中的应用。实例计算表明,这种新方法与其它传统方法相比,网络训练速度明显加快,预测的精度也比较高,是土石坝渗流分析的一种有效可行的新思路和新方法。